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光波導理論ppt課件(編輯修改稿)

2026-06-02 04:04 本頁面

　

【文章內容簡介】電子學、通信、薄膜技術等為一體的獨立的交叉學科，是當今光學和光電子學領域的發展前沿之一，是光學發展的必由之路和高級階段。平板波導幾何光學分析 2022年 2月 167。集成光學的特點平板波導幾何光學分析 2022年 2月集成光學系統與離散光學器件系統的比較 ? (1)光波在光波導中傳播，光波容易控制和保持其能量。 ? (2)集成化帶來的穩固定位。 ? (3)器件尺寸和相互作用長度縮短；相關的電子器件的工作電壓也較低。 ? (4)功率密度高。沿波導傳輸的光被限制在狹小的局部空間，導致較高的功率密度，容易達到必要的器件工作閾值和利用非線性效應工作。 ? (5)體積小，重量輕。集成光學器件一般集成在厘米尺度的襯底上，其體積小，重量輕。平板波導幾何光學分析 2022年 2月集成光路與集成電路的比較用集成光路代替集成電路的優點包括帶寬增加，波分復用，多路開關。耦合損耗小，尺寸小，重量輕，功耗小，成批制備經濟性好，可靠性高等。由于光和物質的多種相互作用，還可以在集成光路的構成中，利用諸如光電效應、電光效應、聲光效應、磁光效應、熱光效應等多種物理效應，實現新型的器件功能。把激光器、調制器、探測器等有源器件集成在同一襯底上，并用光波導、隔離器、耦合器和濾波器等無源器件連接起來構成的微型光學系統稱為集成光路，以實現光學系統的薄膜化、微型化和集成化。平板波導幾何光學分析 2022年 2月 1 光波導具有非常寬的帶寬 2 光子器件中光子運動速度比電子器件中電子高得多，而且沒有導線電容和電感對頻率的限制 3 在同一光路上可以傳輸和處理多個或多頻率的信號，即實現 “ 波分多路復用 ” 4 在空間上可以實現一維或二維以致三維立體的多路陣列傳輸及存儲、處理 5 較小的尺寸、重量，較低功耗 6 成批制造的前景和經濟性 7 改善可靠性 8 改善光學連接及對準的穩定性和可靠性，避免由于震動帶來的系統不穩定或失敗 9 降低成本（制造、應用、維護、升級）集成光路的優點平板波導幾何光學分析 2022年 2月光元器件與電子元器件的特性比較特征項光元器件電子元器件 (a)基本作用光波導中的光傳輸及光與電子 /晶格的相互作用襯底表面附近的電子傳輸與控制 (b)基本元器件光波導，半導體激光器等晶體管、電阻、電容 (c)元器件尺寸（厚度方向）波長（微米）量級，個別達到納米量級數十納米至數微米 (d)元器件尺寸（長度方向）微米至數毫米，個別達到納米級數十納米至數微米 (e)與其他部件的連接稍難 —— 需要精密的位置精度（ μm），光波導容易 —— 電氣布線，導體 (f)元器件可靠性有問題，通常需要檢測全部元器件幾乎沒有問題，通常進行抽驗 (g)元器件制造工藝多樣，研究開發中基本平面工藝，已成熟平板波導幾何光學分析 2022年 2月 167。集成光學的發展和現狀 1962年開發出了第一個半導體同質結激光二極管，但其效率較低，閾值電流較大，不能在室溫下連續工作。 1967年異質結外延生長技術的出現，拉開了半導體激光器實用化的序幕。 1969年， S. E. Miller提出“集成光學”概念 1970年實現了激光二極管的室溫連續工作。此后，分布反饋式和分布布拉格反射器式激光器、量子阱和應變量子阱激光器、垂直腔面發射激光器、半導體激光器陣列等半導體激光器、半導體光放大器和集成光源不斷涌現，為集成光學長遠的發展奠定了基礎。

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